JP2014202615A - リニアエンコーダ - Google Patents

Abstract

【課題】スケール上に帯電する静電気による悪影響を防止することであり、特に特別な構造や、測定精度に悪影響を与えうる構造上の変更、追加などを必要とせず、簡素な構成で安価に静電気を除去可能なリニアエンコーダを提供する。【解決手段】位置情報を得るための領域７ａ，７ｂが形成されたスケール５と、このスケール５と対向配置されスケール５を走査して位置情報を得る検出ユニット９とを有し、前記検出ユニット９はスケール面と接触して摺動するための摺動部材１２を備え、前記スケール５の前記摺動部材１２が摺動する摺動面の少なくとも一部には導電層８ａ，８ｂが形成され、前記導電層８ａ，８ｂが前記摺動部材１２を介して基準電位に電気的に接続されている構成のリニアエンコーダとした。【選択図】図１

Description

本発明は、工作機械等精密な位置測定が必要な環境において相対移動量の測定に好適なリニアエンコーダに関するものであり、特にスケールと読み取りヘッドとの干渉により生じる静電気の影響を減少させることの可能なリニアエンコーダに関するものである。

従来のリニアエンコーダとして例えば、図５に示す構成のものが知られている。図５は従来のエンコーダの基本構成を示す一部断面斜視図であり、測定方向Ｘに相対的に移動する二つの主要部品、ケース１０１と連行体１０２からなる光電増分測長装置が示されている。このケース１０１は第一機械部品１０３に、また連行体１０２は第二機械部品１０４に固定されている。ケース１０１の内部にはガラスのスケール１０５が固定されている。この固定はケース１０１の一方の内面で弾性的な接着層１０６により行われる。この接着層１０６は電気絶縁性である。

透明なスケール１０５には遮光性のクロムにより形成されたパターン１０７が付けてある。このパターン１０７は連行体１０２に固定された検出ユニット１０９により走査される。この検出ユニット１０９には光源１１０と多数の光検出器１１１がある。光源１１０の光はパターン１０７の透明領域を通過し、光検出器１１１に達する。これにより、周期的なアナログ走査信号が発生し、これ等の信号は周知のように計数可能な矩形波信号を形成する評価ユニットに導入される。検出ユニット１０９はボールベアリング１１２を介してパターン１０７が形成されているスケール１０５の表面にバネ付勢されて支持されている。

このような構成のリニアエンコーダにおいて、前記スケール１０５の表面を検出ユニット１０９が滑走すると、前記ボールベアリング１１２とスケール１０５表面との相互作用により静電気が生じ、これがスケール１０５に蓄積されて行く。また、外部電解による影響などでもスケール１０５は帯電する。スケールに帯電した電荷がある電位以上になると、スケール１０５と検出ユニット１０９との間に放電が起こり、検出ユニット１０９内の電子回路に悪影響を与えたり、前記アナログ走査信号、計数可能な矩形波信号にノイズとして重畳して誤作動の原因となっていた。

特開平１０−８２６６３号公報（米国特許第５８５６６６８号）には、このような問題を解決するために、ホルダー本体１に固定され、マーク８を有する非導電性材料の目盛板５を有し、位置に依存する走査信号を発生するため、マーク８に対して測定方向Ｘに相対移動する走査装置９で前記目盛板を光電走査し、滑りあるいは転がり部材１２により目盛板５の表面領域に前記走査装置９を支持している光電位置測定装置にあって、前記表面領域あるいは少なくともその近くに配置された目盛板５の表面領域が導電材料１３と電気接触し、前記導電材料１３と基準電位１５の間に導電性の接続部材１４が設けてある光電位置測定装置が開示されている。

しかし、この文献の光電位置測定装置は、帯電を目盛板５の表面から目盛板５の全長にわたり排出させるため、測定全長にわたるクロムの層１３を目盛板の表面に付け、この層が増分目盛７のマーク８を互いに電気的に接続している。そして、この導電層１３は目盛板の端部でハウジング１に導電接続している（段落００１０）。さらに、目盛板端部には板部品１４が設けられ、この板部品１４は目盛板５の導電材料１３とハウジング１の間に挟持される。あるいは目盛板５とハウジング１双方に導電性接着剤で接着され固定されている（米国特許第５８５６６６８号、コラム３、５-１２行）。そして、板部品１４は層１３を基準電位１５に接続する。何故なら、導電性のハウジング１が第一機械部品３に導電的に固定され、第一機械部品３が再び基準電位（接地、アース）１５に接続しているからである。さらに、目盛板５とアルミニウムのハウジング１の間の良導電接続を与えるため、板部品１４をアルマイト処理されていない領域でハウジング１に接触させる必要がある（段落００１０）。

つまり、この文献では、目盛板５の帯電は、目盛板５から直接板部品１４等を介して基準電位（接地、アース）１５に接続されて静電気を除去している。このため、基準電位（接地、アース）１５に接続するための構造、例えば板部品１４や、板部品１４をアルマイト処理されていない領域でハウジング１に接触させる構造が必要である。このように、板部品１４を設けたり、板部品１４をアルマイト処理されていない領域でハウジング１に接触させる構造を設けると、部品点数が増加し製造コストが上昇するだけでなく、組み立てや、調整時にも余分な作業が加わり面倒である。しかも、ハウジング１と目盛板５の間に余計な金属板を介在させることは、目盛板の読み取り精度に極めて深刻な悪影響を及ぼす恐れもある。

ところで、この文献の段落００１１には，「ボールベアリング１２の帯電を避けるため、図示する実施例では、このボールベアリング１２も導電性の連行体２と第二機械部品４を介して基準電位１５に接続する。」と記載され、ボールベアリングの帯電も除去するために導電性の連行体２が基準電位１５に接続することが記載されている。しかし、次の段落には「ボールベアリング１２は、磨耗による層１３の破壊を防止するため、層１３の外で転がる。」と記載され、層１３の破壊を防止するためベアリング１２はクロム導電層１３とは異なる場所を滑走させ、クロム層上で滑走させることが好ましくないと教示している。また、同文献の段落００１３には「層１３には二つのトラック１７が通っていて、この上にボールベアリング１２が転動する。電荷をコイル（トラックの誤記であると思われる）１７から導くためにも、層１３ではトラック１７はできる限り狭くしてある。」と記載され、トラック１７に帯電した電荷が、ボールベアリング１２からではなく、層１３により（層１３を介して）除去されることが教示されている。つまり、この文献では、ボールベアリング１２と層１３の間の導電性に関しては一切考慮されていない。これは、ボールベアリングが導電性であるという認識がないか、実際に導電性がないものを使用しているからであると考えられる。このため、ボールベアリングを介して目盛板の電荷を除去する教示はこの文献からは得られない。

特開平７−８３６４７号公報

解決しようとする問題点は、スケール上に帯電する静電気による悪影響を防止することであり、特に特別な構造や、測定精度に悪影響を与えうる構造上の変更、追加などを必要とせず、簡素な構成で安価に静電気を除去可能なリニアエンコーダを提供することである。

本発明は、上記課題を解決するために以下の構成とした。
（１）位置情報を得るためのパターンが形成されたスケールと、
このスケールと対向配置されスケールを走査して位置情報を得る検出ユニットとを有し、
前記検出ユニットはスケール面と接触して摺動するための摺動部材を備え、
前記スケールの前記摺動部材が摺動する摺動面の少なくとも一部には導電層が形成され、
前記導電層が前記摺動部材を介して基準電位に電気的に接続されているリニアエンコーダ。
（２）前記導電層はスケールのパターンと同一材料で形成されている上記（１）のリニアエンコーダ。

本発明は、スケール上に帯電する静電気による悪影響を防止することが可能になるという利点を有し、特に特別な構造や、測定精度に悪影響を与えうる構造上の変更、追加などを必要とせず、簡素な構成で安価に静電気を除去可能なリニアエンコーダを提供できるという利点を有する。

図１は本発明のリニアエンコーダの基本構成を示した外観斜視図である。（実施例１） 図２は本発明のリニアエンコーダの検出ユニット近傍の構成を表した平面図である。（実施例１） 図３は図２の領域Ａの拡大図である。（実施例１） 図４は図２の領域Ｂの拡大図である。（実施例１） 図５は従来のリニアエンコーダの基本構成を示した一部断面斜視図である。

本発明のリニアエンコーダは、位置情報を得るためのパターンが形成されたスケールと、このスケールと対向配置されスケールを走査して位置情報を得る検出ユニットとを有し、前記検出ユニットはスケール面を摺動するための摺動部材を備え、前記スケールの前記摺動部材が摺動する摺動面には導電層が形成され、前記導電層が前記摺動部材を介して基準電位に電気的に接続されているものである。

このように、スケール上を滑走・摺動する部材が滑走し摺動する摺動面に導電層を形成し、この導電層が摺動部材を介して基準電位に電気的に接続されるようにすることで、特別な部品や構造を設けることなく、効果的にスケールに帯電する電荷を除去できるようになる。つまり、導電層がスケール上の電荷を集電し、集電された電荷は摺動部材であるベアリングが基準電位に接続される導電路となって速やかに排出させることができる。

本発明ではスケール上に帯電する電荷は導電層に導かれ、導電層に導かれた電荷や、摺動部材であるベアリングにより発生した電荷は、この摺動部材を介して検出ユニットに導かれ、さらに機械可動部を介して基準電位に接続され排出される。このため、導電層以外の部分では既存の構造をそのまま使用することが可能である。

スケールは一般的なリニアエンコーダに用いられているスケールと同様のものを使用することができる。スケールの材質は一般にはガラス材であり、他の材料なども使用することができるが、温度変化の影響を受けにくい、高精度を実現しやすい、価格が比較的安いなどの点においてガラスが優れている。また、金属材料を用いたスケールもあるが、電気的に導電性を有する材料には不向きである。本発明では導電層を必要とする材料であることから、スケールは、電気的に絶縁性、または半絶縁性ないし半導体の材料であることが必要である。

スケールには位置情報、移動情報等を読み取るためのパターンが形成されている。このパターンにより、測定信号が生成され、移動量、距離、速度などを算出する基準となるインクリメンタルデータ、アブソリュートデータなどを得ることができる。パターン形成には、通常クロムなどの金属材料被膜を表面に形成し、この金属材料被膜をパターニングすることで得ることができる。パターニングは、エッチングなど、薄膜技術、半導体技術で公知の手法を用いることができる。

スケール上の前記パターンは、測定方向に延びる単一または複数の帯状の領域として形成されている。これらのパターン形成部は、幅方向においてスケール全体に広がるのではなく、パターンを読み取る上で必要最低限の限られた領域に形成される。特に、スケール上を摺動、滑走する摺動部材が摺動、滑走する摺動面においては、前記摺動部材による摩擦、衝撃、摩耗などによる損傷を防止するため、パターン形成部はこれらの摺動面を避けて形成されているか、あるいは摺動部材がパターン形成部との接触を避けるような位置に配置されている。

本発明ではこの摺動面の一部あるいは全部に導電層を形成する。導電層は、摺動部材の一部に接触するような大きさ、形状であればよく、場合によっては摺動方向に不連続であってもよいが、集電効果を向上させるためには連続して形成されていることが望ましい。このため、丁度摺動部の軌道上に帯状に形成されていることが好ましい。

また、摺動部材が複数あり、その軌道も複数ある場合には、少なくとも１つの軌道に対応した導電層が必要であり、好ましくは複数の軌道に対応し、より好ましくは全ての軌道に対応した位置に形成されているとよい。複数の軌道に対応させる場合、上記条件に適合すれば一つの導電層の幅を広げて複数の軌道に対応させてもよい。

導電層を形成するための材料としては、通常の導電材料に用いられる材料であればよいが、スケール上の必要な領域に任意の形状で形成できる材料でなければならない。このような導電性材料としては、スパッタあるいは蒸着等の気相で形成可能な金属材料や、メッキなどの液相で形成することの可能な金属、バインダー等とともに塗布形成可能な金属あるいは炭素系材料等が挙げられる。具体的には、クロム、アルミニウム、銅、ニッケル、コバルトやこれらの合金、あるいは金、銀などの貴金属類も使用可能である。これらのなかでも、クロムなどパターン形成材料と同じ材料が好ましい。パターン形成材料と同じ材料を用いることで、パターン形成時に同時に導電層形成を行うことができ、コストの上昇を抑えることができる。

導電層の厚みとしては、特に限定されるものではなく、導電性がある程度の耐久性を確保できる厚さとすればよい。パターンと同時形成する場合には通常パターンの厚みと同じ厚さになる。一方、耐久性を重視する場合には、より厚くするとよい。具体的には、耐摩耗性を考慮すると１０nm以上、好ましくは３０nm以上の膜厚を確保すべきである。その上限は特に規制されるものではないが、通常１μm（マイクロメートル）以下である。また、複数層に分けて形成してもよいし、この場合各層の材料を変えてもよい。

導電層は公知の蒸着、スパッタ等の気相による形成技術や、メッキなどの液相による形成、あるいは塗布技術により容易に形成することができ、また同様にパターニング技術、マスキング技術などを用いて如何なる形状に整えることもできる。

検出ユニットは、前記スケール上のパターンを読み取り電気信号に変換する。検出ユニットには、光学式であれば光源となる発光素子と前記パターンにより得られる反射光または透過光を受光して電気信号に変換する受光素子を備えている。また、必要により前記発光素子、受光素子の電源回路、受光素子から出力される信号を処理する電子回路や、外部回路、装置とのデータの授受を行うための通信回路等が搭載される。

検出ユニットは前記スケールに対向して配置され、一定の間隔を置いてその表面のパターンを走査して読み取る。このとき、検出ユニット、スケールとが非接触状態で走査するものと、検出ユニットの一部に摺動部を備え、この摺動部がスケール面と接触してユニットを支持し、スケール表面を摺動して走査するタイプのものとがある。本発明においては摺動部を有する後者の構造を用いる。

摺動部は、本発明ではスケール上を円滑に摺動するための機能の他、前記導電層と基準電位に接続する電気回路を接続する導電路として機能する。このため、摺動部は導電性を備えていることが必要である。摺動部には摺動部材として例えばベアリング等の円滑に回転可能な回転部材が含まれる。本発明では特にこの回転部材に良好な導電性が要求される。従って、導電性を持たない樹脂系ベアリングや絶縁性材料を構成部品としたり、絶縁性を有する潤滑剤を含むような回転部材も避けるべきである。回転部材の構成材料としては、例えばベアリングの場合、少なくとも外輪、転動体、内輪には金属、炭素系材料等の導電性材料が使用されていることが望ましい。

また、導電性シール材、導電性グリスなどをベアリングの導電性を向上させる目的で用いることも考えられるが、スケールやセンサ、発光素子などを汚染するような要素は避けるべきである。

また、前記回転部材を検出ユニットに固定する支持軸などの支持部材と回転部材との間の導電性も確保されていなければならない。このため、回転部材と支持部材との間にも、スリーブあるいはスペーサーや、回転を円滑にしたり、支持部材との密着性を向上させたり、振動を吸収させたり、あるいは絶縁性を確保することを目的として樹脂材料のような絶縁性材料を介在させてはならない。また、支持部材、検出ユニット本体も金属あるいは炭素系材料などの導電性材料で形成されていなければならない。

導電層と摺動部を介した検出ユニット本体との間の抵抗は特に限定されるものではなく、スケール上の電荷を除去可能な導電性を確保できる抵抗値であればよいが低いほど好ましい。具体的には、好ましくは１０ｋΩ以下であり、より好ましくは１ｋΩ以下であり、特に５００Ω以下である。

摺動部は通常検出ユニットの複数箇所に配置、形成されている。これは、検出ユニットの動作を安定させ、検出される信号出力を安定させるためである。具体的には、発光素子、検出素子を挟んで前後、左右などの異なる位置の２カ所以上、好ましくは３カ所以上に配置、形成されている。つまり、構造体を支持するために安定して支持できる３点支持以上の構造であるものが好ましい。

検出ユニットは、例えば前記発光素子と受光素子とを備え、スケール上に形成されているパターンを電気信号に変換する。前記発光素子と受光素子とはスケールを挟んで対向配置される透過型と、一方の側だけに配置されている反射型とがある。何れのタイプにも本発明は適用可能であり、さらに磁気式や誘導式であってもよい。これら検出ユニットの詳細な構成は公知の文献から容易に得ることができる。

検出ユニットは、前記発光素子、受光素子、回路素子、回路基板を支持し、前記摺動部材を支持する支持機材としての機能を有する他、基準電位に接続するための電気回路の一部として導電性を備えている必要がある。さらに、検出ユニットは機械の可動部などに接続される接続部を備えるが、この接続部を介した可動部との導電性も確保されなければならない。このため、検出ユニットの基部および接続部は金属材料等の導電性を有する部材で形成されていることが望ましい。

リニアエンコーダは、前記スケールおよび検出ユニットの主要部がハウジング内に収納されている。ハウジングは、スケールおよび検出ユニットを収納し、これらを外部環境から保護する役割を有するとともに、通常動作しない機械基部など基準となる構造物に固定され、エンコーダの支持構造物となる。ハウジングは通常断面が四角い中空の角材であり測定方向に長く伸びている。また、検出ユニットと測定対象とを接続する構造物が、測定対象の移動に伴って摺動可能な開口部を備えている。しかし、本発明ではスケールと検出ユニットを収納し、検出ユニットが円滑に摺動できる構造であれば如何なる形状であってもよい。なお、ハウジングが基準電位に接続されている必要はない。

ハウジングの材質としては、上記のようにエンコーダの支持構造物としての機能を有することから、ある程度の剛性を有し、温度変化の影響を受けにくい材質が好ましい。具体的には、鉄、ステンレス鋼、アルミニウムまたはその合金、チタンまたはその合金、銅またはその合金などの金属材料により形成することが望ましい。特に加工の容易さ、軽量性を考慮するとアルミニウムまたはその合金が好ましい。また、条件によっては炭素系材料、樹脂材料を用いることができ、上記金属材料と組み合わせて使用してもよい。

本発明における基準電位とは接地電位を含む概念であり、スケールに帯電した電荷を排出することが可能な電位であれば特に電圧などが限定されるものではない。一般に、ノイズ対策などで、対策機器が接続される電位と同等の機能を有するものであればよい。例えば、電気設備技術基準に規定されているＡ種、Ｂ種、Ｃ種、Ｄ種の何れの基準を満たす接地回路に接続される際の電位でもよいし、ＩＥＣ６１９３６に準拠した接地回路に接続される回路および電位でもよい。しかし、これらの回路のように、必ずしも実際に大地に接続される必要もなく、スケール上の電荷を除去できる能力があれば仮想的な接地線として機能する回路に接続されるものでもよい。しかしながら、電荷を速やかに除去する点において、大地に接続された回路が優れており、さらに接地抵抗は低いほどよい。同様に、基準電位と検出ユニット間の抵抗も低いほどよい。

本発明におけるリニアエンコーダの他の基本構成は、一般的なリニアエンコーダと略同様である。

図１〜図４は、本発明装置であるリニアエンコーダの１実施例を示した図であり、図１は外観斜視図、図２は検出ユニット近傍の平面図、図３は図２における領域Ａの拡大図、図４は図２における領域Ｂの拡大図である。
断面図である。

図１〜４において、本発明のリニアエンコーダは、位置情報を得るためのパターンが形成されたスケール５と、このスケール５と対向配置されスケール５を走査して位置情報を得る検出ユニット９とを有する。

検出ユニット９は、検出ユニットに含まれる構成部品を支持する基材９０と、この基材９０に植設されてハウジング開口部内に配置され、ハウジング内部と外部とを連結する脚部９１を有する。また、前記脚部９１上に形成され、検出ブロック９４を支持するベッド９２と、前記ベッド９２の前部と後部から直立してハウジングとの干渉などから保護するガード９３ａ，９３ｂとを有する。前記ベッド９２には弾性部材であるバネ９６が配置されていて、その上に搭載される検出ブロック９４を弾性をもって支持し、検出ブロック９４とベッド９２との間で不要な振動が伝達されるのを防止している。

検出ブロック９４には発光素子１１が配置されるとともに、断面Ｌ字状に形成された支柱９４ａには受光素子や回路素子を搭載した回路基板１０とが雌ねじ９５によりねじ止めされている。また、検出ブロック９４の前記発光素子１１が配置され、スケールと対向する面には複数の摺動部１３が形成され、この摺動部１３にスケール５面を摺動するための摺動部材１２が回動自在に配置され支持されている。そして、この摺動部材１２は導電性を有し、摺動時に接触する導電層と検出ブロックの間の導電性を確保している。

また、前記支柱９４ａのスケール５側面と対向する部分にも複数の摺動部１３ａが形成され、この摺動部１３ａにスケール５側面を摺動するための摺動部材１２ａが配置されている。このようにスケール側面側にも摺動部材が配置されているのは、スケール面と平行方向の動きも規制するためである。この摺動部材１２ａについては導電性は必ずしも必要ではないが、前記摺動部材１２と同一部品を用いることで設計コスト、部品コスト等を抑制できる場合がある。

この摺動部材１２は、通常軸受けとして用いられるベアリングが使用される。具体的には、ボールベアリング（玉軸受）、ローラーベアリング（ころ軸受）等の転がり軸受け等が使用でき、その他滑り軸受け等を用いる事も可能であるが、潤滑成分である流体が絶縁性を有するか、あるいは助長することがある。

検出ブロック９４は、支持基材となるベッド９２上に載置され、バネ９６により弾性支持されている。従って、弾性部材であるバネ９６も導電性を有する必要がある。ベッド９２下部に下方に向かって植設された脚部９１は摺動方向の投影面が肉薄で横長に形成され、基材９０と結合している。基材９０には図１に示すように取り付けブロック２が止めねじ２３により固定されていて、さらにこの固定ブロックに形成されている止め穴により測定対象となる装置の可動部に固定できるようになっている。

スケール５はガラスなどの透明な材料で形成された横長の部材である。その一面には測定のためのパターンが刻印、形成されている。パターン形成は、クロムなどの金属材料を蒸着し、その際のパターニング、あるいはその後の工程でのエッチング等により形成される。

図２〜４に示すように、スケール上のパターンは測定方向に伸びる１本または複数本の帯状の領域に形成されている。この例では、測定信号生成用パターン領域７ａに連続した信号生成用パターンが形成され、さらに、原点信号生成用領域７ｂに一定間隔で不連続な原点信号生成用パターン７ｃがそれぞれ形成されている。パターン形成領域の幅はパターンを検出するセンサーが必要とする領域を確保できる幅に設定され、長さは測定領域に従って設定されている。

導電層８ａ，８ｂは前記パターン形成領域から外れた領域、あるいはパターン形成領域を除いた領域であって、少なくとも摺動部材の一部が接触する領域に形成されている。また、導電層はパターン形成領域から連続して形成されていてもよい。この例では、前記パターン領域７ａと連続した導電層８ａが形成され、さらに、原点信号生成用領域７ｂを空けて幅広の帯状の導電層８ｂが形成されている。何れの導電層もスケールの摺動部材が摺動する摺動面に対応した位置に形成されているが、幅広の導電層８ｂでは摺動部材の滑走面８ｂ1以外の部分にも拡張していて、スケール端部まで覆うように形成されている。このようにスケール上の広い領域を覆うことにより、効率的に電荷を集めることができる。そして、この導電層８ａ，８ｂが前記摺動部材を介して基準電位に電気的に接続されることになる。

この導電層８ａ，８ｂは、この例では前記パターン７ａ，７ｃ形成時に同時に、同一材料により形成される。このため、パターン形成と同一工程で形成することができ、工程数を増やしたり、異種素材を用いることによるコストを増やすことなく形成することができる。なお、パターン層の膜厚はそれほど厚くないため、耐久性が問題となる場合があるが、静電気による障害は、製造から間もない時期に集中することから、初期の段階に導電層が機能すればそれなりの効果が期待できる。

一方、耐久性や導電率等が問題になる場合には、異なる素材を用いて異なる工程により形成してもよい。また、導電層は図示例のように連続した帯状の領域として形成してもよいし、不連続に形成してもよい。しかし、使用材料を僅かに減らすことができる等、不連続とするメリットが少ないことに対し、不連続とすることで静電気の終電効率が低下したり、摺動部材に不要な振動を生じたり、導電層の耐久性が低下するなどのデメリットが多く、連続した帯状領域に形成するのが望ましい。また、摺動部材の滑走面全領域を覆うように形成する必要はなく、一部が接触する状態でもよいが、導電層と摺動部材の導通を確実にするためには、できるだけ多くの面で接触するようにするのがよい。

このように形成された、導電層８ａ，８ｂは、検出ブロック９４の摺動部１３に軸支され配置されている摺動部材１２を介して、摺動部材の支持軸が固定されている検出ブロック９４と電気的に接続される。さらに、検出ユニットのスプリング９６、ベッド９２、脚部９１、基材９０が電気的に接続されていて、これらを導電路として接続部のヘッド２に電気的に接続されている。なお、ヘッド２は止めねじ２３により検出ユニット９に接続されると共に、ざぐり孔２１を備えた取り付け孔２２により、測定対象である機械の可動部などに固定される。この機械の可動部も基準電位に接続されているため、検出ユニット９は基準電位に接続され、結果として導電層が基準電位に接続されることになる。

なお、基準電位への電気的接続をより確実にするために、検出ユニット９に接続されている信号線の一部を使用したり、これとは別に新たな配電を加えて、検出ユニットから直接基準電位に接続する電気回路を設けてもよい。特に、既存の信号線は、上記回路基板に接続されているため、その一部、例えばアース線を用いて検出ブロックを基準電位に接続することで、新たな配線や構造を付加することなく、効果的に基準電位に接続させることができる。また、このように電気配線を介して基準電位に接続することで、基準電位に接続する際の電気抵抗を低下させることができ、より効果的に帯電した電荷を排出させることができる。なお、既存の信号線を利用する場合には、本来の目的である測定信号、制御信号などの通信に悪影響がないように配慮すべきである。

前記スケール５および検出ユニット９は、例えば図５に示すようなハウジング内に収納される。ハウジングは断面縦長の長方形の部材であり、スケールのパターン形成面とは反対面の一部が、弾性を有する接着部材により接着固定されている。この接着部材は、絶縁性である。本発明では、スケールとハウジング間の導通を確保する必要がないため、通常前記接着部材により、スケールとハウジング間の絶縁性が確保されている。

ハウジング下部には、前記脚部９１が摺動するための開口部が形成されている。そして、この開口部における気密性を確保するために、一対のシールリップが配置されている。本発明のリニアエンコーダの他の基本構成は、一般的なリニアエンコーダと略同様であり、詳細な説明は省略する。

図２に示すような導電層が形成されたスケールを用い、検出ユニットを所定の距離を往復摺動する動作を複数回させて表面の帯電量を、スケール表面から３０mmの位置に配置した静電気測定器により測定した。測定は２回行った。このとき、静電気測定器にオシロスコープを接続して放電現象の有無も確認した。また比較サンプルとして、導電層を形成しないサンプルを用いて同様の操作を行い測定した。結果を表１に示す。

表１の結果から、発明サンプルの帯電量が比較サンプルに比べ１桁以上低いことが分かる。また、比較サンプルでは放電が多数認められたが、発明サンプルで放電現象は確認できなかった。

本発明のリニアエンコーダは、スケールと検出ユニットとが何れかの接触部位をもって摺動するエンコーダで有れば如何なるエンコーダにも適用可能である。例えばガラススケール上を検出ユニットの一部がスケールに接触して滑走するようなタイプのリニアエンコーダに好適に適用できる。

２ ヘッド
５ スケール
９ 検出ユニット
１０ 回路基板
１２ 摺動部材
１２ａ 摺動部材
１３ 摺動部
１３ａ 摺動部

Claims (2)

1. 位置情報を得るためのパターンが形成されたスケールと、
   このスケールと対向配置されスケールを走査して位置情報を得る検出ユニットとを有し、
   前記検出ユニットはスケール面と接触して摺動するための摺動部材を備え、
   前記スケールの前記摺動部材が摺動する摺動面の少なくとも一部には導電層が形成され、
   前記導電層が前記摺動部材を介して基準電位に電気的に接続されているリニアエンコーダ。
2. 前記導電層はスケールのパターンと同一材料で形成されている請求項１のリニアエンコーダ。

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